Геология
Буреинский горный массив образован меридиональными и субмеридиональными хребтами Малый Хинган, Ям-Алинь, Эзоп и Дуссе-Алинь. Это область сопряжения древних архей-протерозойских пород Буреинского срединного массива и более молодых палеозой-мезозойских образований, выделяемых в составе Селемджино-Кербинской структурно-фациальной зоны, относящейся к Амуро-Охотской геосинклинально-складчатой системе. В эпохи интенсивных геологических движений отдельные части массива, особенно северные, подвергались раскалыванию. В районе заповедника отмечается пересечение крупных разломов субширотного и субмеридионального простирания.
В девоне значительная площадь Буреинского массива была покрыта морем.
Рельеф
Рельеф заповедника – типично горный. Горные хребты различной высоты сочетаются с отдельными горами-сопками, заполняющими большую часть территории, и речными долинами, в которых развиты аккумулятивные террасы и поймы. Высшая абсолютная отметка – 2325 м, низшая – 600 м над у.м.
Верхние поверхности водоразделов представляют собой сглаженные выпуклые пространства шириной 50-400 м – гольцовые поля. Гольцовые вершины имеют куполовидную форму, их склоны выпуклы и спускаются в долины под углом 25-45о, или же отвесными стенками. В истоках Буреи водосборные воронки преобразованы в каровые ниши, имеющие характерную форму полуцирка, крутые стенки высотой до 150-200 м и плоское заболоченное дно с небольшими озерками.
Для территории характерны эрозионно-денудационные процессы, особенно ярко проявляющиеся в пределах основных горных систем (Эзоп, Дуссе-Алинь, Буреинский хребет). В гольцовых частях гор отмечаются курумовые и обвально-осыпные отложения каменных глыб и щебня, в подгольцовом и горно-таежном поясах – склоновые дефлюкционные и солифлюкционные глыбово-щебнисто-суглинковые образования. В речных долинах наблюдаются галечные и галечно-песчаные отложения.
Гидрография
Вся территория заповедника пересечена многочисленными реками. Общая площадь гидросферы составляет около 1950 га (0,5% территории заповедника). Все реки относятся к бассейнам Правой и Левой Буреи.
Правая Бурея берет начало с южных склонов хребта Эзоп. Ее длина до слияния с Левой Буреей составляет 106 км. Долина реки не выработана, в ней почти отсутствуют террасы высшего порядка. На всем протяжении она порожиста, течет одним руслом. Основные притоки Правой Буреи: Ипата, Ванга, Китыма, Алакан, Сибинде.
Истоки Левой Буреи лежат на юго-западных склонах Дуссе-Алиня. Ее протяженность – около 90 км. В долине реки имеются развитая пойма, протоки и острова. Крупные притоки – Корбохон, Браи, Курайгагна, Китыма-Макит, Колбондьо, Бургалекан, Бургале, Больчекта, Имганах, Лан, Балаганах, Чапхоз.
Значительные перепады высот (1500-600 м) определяют скорость течения рек и ручьев, которая достигает 2,5-4 м/с.
Степень дренированности территории высока – в среднем 0,3 км водостоков на 1000 га.
Дождевое питание составляет 50-60% годового стока рек. Существенный вклад вносят снеговые и наледные воды. Имеет место и грунтовое питание, хотя оно задерживается мерзлотными процессами.
Осадки в течение года распределены неравномерно. Зимы малоснежны, что обуславливает малые весенние половодья. Годовой расход воды определяют в основном летние паводки, связанные с муссонными дождями. Они начинаются обычно с конца июня и достигают максимума в июле-августе. Многолетняя и глубокая мерзлота играет при этом роль водоупорного горизонта.
Во время паводков характерно быстрое поднятие уровня воды, и после – столь же стремительный спад.
Очень сильные наводнения (подъем воды до 800 см) случаются один раз в 13-15 лет, сильные (до 700 см) – один раз в 5 лет, обычные (до 600 см) – раз в 3-4 года.
Заметными объектами гидросферы являются горные озера в цирках ледниковой эрозии.
Цирк с озером Медвежьим расположен на Дуссе-Алине на высоте 1600 м над у.м. К западу он открыт, а с трех других сторон огорожен почти отвесными скалистыми стенами из порфировидных гранитов высотой до 300 м. Склоны уступами спускаются к озеру, берега и дно которого выстланы глыбами. Сток из озера скрыт под камнями и выходит на поверхность примерно через 100 м. Ниже по течению этот ручей впадает в другой цирк, с озером Долгим (1500 м над у.м.), которое отличается небольшой глубиной и заболоченными берегами.
Наиболее крупное из озер заповедника – Корбохон, расположенное на высоте 1160 м в верховьях р.Корбохон, притока Левой Буреи. Дно озера до 2,5 м понижается полого, а затем резко обрывается вниз до глубины 8-12 м. В середине дно практически плоское. Озеро выглядит как черный овал со светлой каймой, хотя вода в нем кристально прозрачна.
На восточной стороне Дуссе-Алиня, уже за пределами заповедника, лежит озеро Горное. В том же районе протекают живописные ручьи с каскадами водопадов, относящиеся к бассейну р.Нилан.
По степени минерализации воды в заповеднике относятся к ультрапресным, по величине рН – к нейтральным, по химическому составу – к гидрокарбонатному классу, группе кальция, первому типу. Максимальная концентрация ионов наблюдается в период зимней межени, минимальная – во время весеннего половодья и летне-осенних паводков.
Содержание биогенных и органических веществ достигает минимума в зимнюю межень, а в периоды весеннего половодья и летних паводков повышается до наибольших значений.
По микробиологическим показателям Правая и Левая Бурея являются эталонно чистыми реками, при том, что микробное сообщество Буреи и ее притоков имеет низкую очищающую способность.
Климат
Климат определяется как северный вариант муссонного, так как преобладающие воздушные массы формируются за пределами района: зимой – на континентальных пространствах Восточной Сибири, в области сибирского антициклона, летом – в океане, что способствует созданию местных фронтов и обилию осадков. Характерна смена северо-восточных ветров (скорость 2-4 м/с) зимой на юго-западные (3-7 м/с) летом. Зимой в долинах часты штили; наблюдается температурная инверсия, вызванная стеканием более плотного холодного воздуха в межгорные котловины.
Самый холодный месяц – январь (средняя температура -33,1оС), самый теплый – июль (средняя температура 16,8оС).
Продолжительность безморозного периода составляет в среднем 62 дня.
В верховьях Буреи годовое количество осадков равняется в среднем 640-680 мм.
Относительная влажность воздуха в течение года стабильна – в среднем 74%.
Продолжительность вегетационного периода составляет в среднем 150 дней.
Устойчивый снежный покров ложится в конце октября. Высота его незначительна: в среднем – 26 см, максимально – 43 см.
Почвы
Территория заповедника находится в зоне горных буро-таежных иллювиальных, гумусовых и болотных почв. Почвенные разности изменяются в зависимости от рельефа, экспозиции и степени увлажнения.
Характерной особенностью почв является их маломощность. На горных склонах толщина почвенного слоя не превышает 10-25 см, причем этот слой наполовину состоит из обломков горных пород.
Наиболее распространенные типы почв:
- горно-тундровые, торфяно-перегнойные почвы расположены в верхнем поясе гор (900 м над у.м.), в зоне распространения кедрового стланика. Они сменяются гольцами и каменистыми россыпями;
- горные буро-таежные, мерзлотные почвы приурочены к склонам и вершинам, где произрастают лиственничные леса;
- гумусо-иллювиальные, горно-таежные – почвы верхнего пояса горных ельников;
- мерзлотно-таежные, торфянисто-глеевые. Эти почвы развиты на предгорных участках при переходе от маревых пространств к склонам под багульниковыми лиственничниками;
- торфянисто-болотные почвы распространены на болотных пространствах маревых лиственничников с влаголюбивой растительностью;
- иловато-дерновые слоистые почвы иллювиального происхождения приурочены к заливным поймам рек и елово-тополевым зарослям.